隨著都市的發展，人口逐漸往都市移動，人口也開始帶動了都市經濟的發展，吸引了更多人口移入，投資者也跟著進駐，創造了大量的就業機會，但是經濟的快速發展下，也引發了環境的問題。
本研究以高雄市為研究對象，利用系統動力學模擬高雄市土地使用變遷與二氧化碳排放之研究，高雄市為傳統工業重鎮，人口以二、三級產業為主，但在穩定經濟發展下，造成了能源消耗增加，導致大量二氧化碳排放，工業占了高雄市總排放量的百分之八十，而且工業又是高能源消耗的產業，導致高雄市也因此成為全台灣各縣市二氧化碳排放之冠。
為了解決二氧化碳排放之問題，本研究利用系統式思考建構模型，將系統分為人口、產業、住宅、土地及二氧化碳等子系統，繪製出高雄市發展因果關係圖，再由因果關係構成回饋環路，並使用系統動力學的軟體STELLA來建構模式模擬現況，並且以較少提及藉助土地使用規劃方式來控制二氧化碳排放，希望達到高雄市所訂定的短程二氧化碳減量目標。
本研究以工業、商業及住宅部門做為管制發展策略，透過不同的部門發展管制下，找出該如作管制發展的搭配才能有效地降低二氧化碳排放，並且加入綠化用地規劃及能源結構調整，作為不同的減量策略，以達到二氧化碳減量目標。

More and more people move to cities as cities develop. The population growth stimulates economic development of a city, which in turn attracts more immigrants and investors and creates a lot of employment opportunities. However, the rapid economic growth also leads to environmental issues.
This study simulates and investigates land-use change and carbon dioxide emissions in Kaohsiung City through system dynamics. Kaohsiung is a center of traditional industries where its residents mainly engage in the secondary and tertiary sectors. The stable economic growth has increased energy consumption and resulted in enormous carbon dioxide emissions. The industrial waste gases constitute 80% of the total emissions in Kaohsiung City. The situation is worsened due to the fact that local industries require high levels of energy consumption. As a result, Kaohsiung City tops the list of cities and counties with most carbon dioxide emissions in Taiwan.
With solving the problem of carbon dioxide emissions as the goal, a systems thinking model was used in this study to divide population, industry, housing, land, and carbon dioxide into different subsystems and consequently produce a causal diagram for the development of Kaohsiung City. Feedback loops were then designed based on the causal relationships, followed by the modeling and stimulation of current status using STELLA, a type of system dynamics software. Moreover, the emission of carbon dioxide was controlled by land-use planning, which is a less common method. These methods were expected to achieve the short-term goal of reduced carbon dioxide emissions set by Kaohsiung City.
In this study, control and development strategies were also formulated for industrial, commercial, and residential sectors to find the optimal combination of development and control processes across the sectors for efficient reduction of carbon dioxide emissions. Green space planning and energy structure adjustment were also included as different strategies to help reduce carbon dioxide emissions.

目錄
論文審定書...............................................................................i
誌謝.........................................................................................ii
中文摘要..................................................................................iii
英文摘要..................................................................................iv
第一章、緒論...........................................................................1
1.1 研究動機........................................................................1
1.2 研究目的........................................................................3
1.3 研究流程........................................................................4
1.4 研究範圍與限制..............................................................6
1.4.1 研究範圍.................................................................6
1.4.2 研究限制.................................................................7
第二章、文獻回顧....................................................................8
2.1 土地使用變遷.................................................................8
2.2 溫室氣體........................................................................9
2.3 溫室氣體排放量評估.......................................................12
2.4 二氧化碳減量.................................................................18
2.5 系統動力學應用..............................................................20
第三章、研究方法....................................................................25
3.1 系統動力學....................................................................25
3.1.1 因果關係與因果回饋關係..........................................25
3.1.2 系統動力學建模之主要元件.......................................27
3.1.3 系統動力學建模程序.................................................28
3.2 系統邊界與資料收集........................................................31
3.2.1 系統邊界.................................................................31
3.2.2 資料收集.................................................................31
3.3 系統動力學建模..............................................................36
3.3.1 因果回饋圖..............................................................37
3.3.2 線流圖....................................................................38
第四章、研究成果....................................................................66
4.1 模型檢驗........................................................................66
4.2 模擬情境與分析..............................................................74
4.2.1 零方案(無任何政策)..................................................78
4.2.2 管制發展策略..........................................................80
4.2.3 管制發展策略加入綠化用地規劃與能源結構調整.........103
4.2.4 短程二氧化碳減量目標政策總檢討.............................110
4.2.5 中程二氧化碳減量目標模擬.......................................111
第五章、結論與建議.................................................................114
5.1 結論...............................................................................114
5.2 建議...............................................................................116
參考文獻..................................................................................118
附錄一.....................................................................................124
意見回覆表...............................................................................143

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